DE102008041497A1

DE102008041497A1 - Component with a mechanical contact and method for producing the component

Info

Publication number: DE102008041497A1
Application number: DE102008041497A
Authority: DE
Inventors: Peter Kunert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-04
Also published as: US20100048044A1; US8007292B2; JP2010050461A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem mechanischen Kontakt zum Verbinden des Bauteils mit einem Träger, insbesondere einer Leiterplatte, wobei am Kontakt eine Beschichtung aus einem Klebematerial ausgebildet ist, wobei das Klebematerial eingekapselten Klebstoff beinhaltet. Die Erfindugn betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils zum Verbauen mit einem Träger, insbesondere mit einer Leiterplatte, wobei das Bauteil mit einem mechanischen Kontakt zum Verbinden des Bauteils mit dem Träger versehen wird, wobei auf den Kontakt eine Beschichtung aus einem Klebematerial aufgebracht wird, wobei das Klebematerial eingekapselten Klebstoff aufweist.The invention relates to a component with a mechanical contact for connecting the component to a carrier, in particular a printed circuit board, wherein on the contact a coating of an adhesive material is formed, wherein the adhesive material encapsulated adhesive. The invention further relates to a method for producing a component for installation with a carrier, in particular with a printed circuit board, wherein the component is provided with a mechanical contact for connecting the component to the carrier, wherein a coating of an adhesive material is applied to the contact, wherein the adhesive material comprises encapsulated adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem mechanischen Kontakt gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils gemäß Patentanspruch 8.The The invention relates to a component with a mechanical contact according to claim 1 and a method for producing a component according to claim 8th.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik sind Bauteile und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils bekannt, bei denen ein Bauteil einen elektrischen Kontakt aufweist und das Bauteil mit dem elektrischen Kontakt in eine Öffnung einer Leiterplatte eingesteckt wird. Dabei wird der elektrische Kontakt verquetscht und formschlüssig mit der Leiterplatte verbunden. Auf diese Weise wird eine mechanische und eine elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte hergestellt.in the The prior art are components and methods for producing a Component known in which a component is an electrical contact and the component with the electrical contact in an opening of a PCB is inserted. This is the electrical contact squashed and form-fitting connected to the circuit board. In this way, a mechanical and an electrical connection between the component and the circuit board produced.

Diese Einpresstechnik wird beispielsweise dazu verwendet, um Sensorgehäuse mit einer Leiterplatte zu verbinden. Die benötigte Kraft zum Festhalten der Leiterplatte wird vorwiegend durch die Anzahl der Einspresskontakte bestimmt. Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung der Sensoren geht der benötigte Platzbedarf für das Layout zurück. Die Größe der benötigten Leiterplatte wird zunehmend vom Platzbedarf der elektrischen Kontakte bestimmt. Die Anzahl der Kontakte sollte deshalb so gering wie möglich sein.These Press-fit technology is used, for example, to sensor housing with to connect a circuit board. The power needed to hold on the printed circuit board is mainly due to the number of Einspresskontakte certainly. Due to the increasing miniaturization of the sensors goes the needed Space required for the layout back. The size of the required printed circuit board is increasingly determined by the space required by the electrical contacts. The number of contacts should therefore be as low as possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauteil mit einem Kontakt bereitzustellen, das mit einer hohen Haltekraft mit einem Träger verbunden werden kann.The The object of the invention is a component with a contact to be provided, which are connected to a carrier with a high holding force can.

Zudem besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils bereitzustellen, das mit einer hohen Kontaktkraft mit einem Träger verbindbar ist. Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Bauteil gemäß Patentanspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst.moreover the object of the invention is to provide a process for the preparation to provide a component with a high contact force with a carrier is connectable. The object of the invention is achieved by the component according to claim 1 and by the method according to claim 8 solved.

Ein Vorteil des Bauteils gemäß Patentanspruch 1 besteht darin, dass der Kontakt mit einem Klebematerial versehen ist, das einen eingekapselten Klebstoff aufweist. Auf diese Weise kann das Bauteil mit dem Klebstoff versehen und gelagert werden. Erst zu einem späteren Zeitpunkt wird das Bauteil auf einen Träger montiert, wobei eine Verklebung erfolgt. Damit eignet sich das Bauteil für eine einfache und kostengünstige Serienfertigung.One Advantage of the component according to claim 1 is that the contact provided with an adhesive material is that has an encapsulated adhesive. In this way the component can be provided with the adhesive and stored. Only later Time the component is mounted on a support, with a bonding takes place. Thus, the component is suitable for a simple and inexpensive Series production.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Patentanspruch 8 besteht darin, dass ein Bauteil hergestellt wird, das zu einem späteren Zeitpunkt mit einem Träger mit hoher Haltekraft verbunden werden kann. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass das Bauteil einen Kontakt aufweist, auf dem eine Schicht mit einem Klebematerial aufgebracht ist, wobei das Klebematerial einen eingekapselten Klebstoff aufweist. Auf diese Weise kann das Bauteil zeitlich unabhängig von der Montage mit dem Träger hergestellt werden.One Advantage of the method according to the invention according to claim 8 is that a component is manufactured, which is a later point in time with a carrier can be connected with high holding power. This advantage will achieved in that the component has a contact on the a layer is applied with an adhesive material, wherein the Adhesive material has an encapsulated adhesive. To this Way, the component can be produced in time independently of the assembly with the carrier become.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Klebematerial eine Lackschicht auf. Damit wird eine sichere Abdeckung des Klebstoffs bereitgestellt. Zudem bietet der Lack einen sicheren Schutz gegen eine mechanische Beschädigung des Klebematerials.In a further embodiment the adhesive material has a lacquer layer. This will be a safe Cover of the adhesive provided. In addition, the paint offers a safe protection against mechanical damage of the adhesive material.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Klebstoff ein Acrylatsystem auf, das von einer Polymerschicht umschlossen ist. Damit ist ein einfaches und sicheres Klebesystem bereitgestellt.In a further embodiment For example, the adhesive has an acrylate system, that of a polymer layer is enclosed. This is a simple and secure adhesive system provided.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Kontakt gleichzeitig als elektrischer Einpresskontakt ausgebildet. Damit wird sowohl die elektrische als auch die mechanische Kontaktierung mit einem Kontakt ermöglicht.In a further embodiment the contact is simultaneously formed as an electrical press-in contact. Thus, both the electrical and the mechanical contact with a contact allows.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteil mit einer Leiterplatte verklebt, wobei der Kontakt in einer Öffnung der Leiterplatte eingesteckt ist und ein Teil des eingeschlossenen Klebstoffs freigelegt ist und eine Klebeverbindung zwischen dem Kontakt und der Leiterplatte bereitstellt. Auf diese Weise wird eine mechanische Verbindung mit einer großen Haltekraft zwischen der Leiterplatte und dem Bauteil bereitgestellt. Somit kann die Anzahl der Kontakte reduziert werden.In a further embodiment the component is glued to a circuit board, wherein the contact in an opening the circuit board is plugged in and part of the enclosed Adhesive is exposed and an adhesive bond between the contact and the circuit board provides. In this way, a mechanical Connection with a big one Holding force between the circuit board and the component provided. Thus, the number of contacts can be reduced.

Das Bauteil kann beispielsweise als Bauteil für ein Kraftfahrzeug, insbesondere als integrierte Schaltung, beispielsweise in Form eines Steuergeräts oder eines Sensors, ausgebildet sein.The Component can, for example, as a component for a motor vehicle, in particular as an integrated circuit, for example in the form of a controller or a sensor, be formed.

Durch die Verwendung eines Lacks als Matrix für den eingekapselten Klebstoff kann das Klebematerial mit Hilfe einer üblichen Lackbeschichtungsanlage aufgebracht werden. Durch das Aushärten des Lacks besteht eine trockene, grifffeste und robuste Beschichtung. Die getrocknete Beschichtung ist bei Normalklima mehrere Jahre lagerfähig. Somit entfällt eine zeitliche Kopplung zur Weiterverarbeitung des Bauteils.By the use of a lacquer as a matrix for the encapsulated adhesive can the adhesive material using a conventional paint coater be applied. By curing the paint is a dry, grip-proof and robust coating. The dried coating is can be stored for several years in normal climates. This eliminates one temporal coupling for further processing of the component.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigenIt demonstrate

1 ein Bauteil und eine Leiterplatte vor der Montage; 1 a component and a printed circuit board prior to assembly;

2 eine schematische Darstellung einer Beschichtung eines Kontakts, und 2 a schematic representation of a coating of a contact, and

3 ein mit der Leiterplatte verbundenes Bauteil. 3 a component connected to the printed circuit board.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist schematisch ein Bauteil 1 dargestellt. Das Bauteil 1 kann beispielsweise in Form eines Sensors, insbesondere in Form eines Drehratensensors oder Seiten-Airbag-Sensors ausgebildet sein. Weiterhin kann das Bauteil 1 in Form einer elektrischen oder integrierten Schaltung wie z. B. in Form eines Steuergeräts ausgebildet sein. Das Bauteil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das beispielsweise in Form eines Pre-Mold-Gehäuses ausgebildet ist. In dem Gehäuse 2 ist der Sensor und die integrierte Schaltung oder eine Kombination aus integrierter Schaltung und Sensor oder eine elektrische Schaltung ausgebildet.In 1 is schematically a component 1 shown. The component 1 may be formed for example in the form of a sensor, in particular in the form of a rotation rate sensor or side airbag sensor. Furthermore, the component 1 in the form of an electrical or integrated circuit such. B. be formed in the form of a control device. The component 1 has a housing 2 on, which is formed for example in the form of a pre-mold housing. In the case 2 the sensor and the integrated circuit or a combination of integrated circuit and sensor or an electrical circuit is formed.

Zur elektrischen und/oder mechanischen Befestigung des Bauteils 1 an einem Träger, beispielsweise an einer Leiterplatte 3 mit einer Öffnung 5, weist das Bauteil 1 einen Kontakt 4 auf. Der Kontakt 4 dient beispielsweise nur als mechanischer Kontakt und/oder als elektrischer Kontakt zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen der Leiterplatte 3 und dem Bauteil 1. Beispielsweise kann der Kontakt 4 in Form eines elektrischen Einpresskontakts ausgebildet sein. Die Leiterplatte 3 weist eine Öffnung 5 auf. Der Kontakt 4 ist beispielsweise in Form eines Metallstiftes ausgebildet. Zudem ist der Kontakt 4 wenigstens teilweise mit einer Beschichtung 6 versehen.For electrical and / or mechanical attachment of the component 1 on a carrier, for example on a circuit board 3 with an opening 5 , indicates the component 1 a contact 4 on. The contact 4 serves for example only as a mechanical contact and / or as an electrical contact for forming an electrical connection between the circuit board 3 and the component 1 , For example, the contact 4 be formed in the form of an electrical press-in contact. The circuit board 3 has an opening 5 on. The contact 4 is formed for example in the form of a metal pin. In addition, the contact 4 at least partially with a coating 6 Mistake.

2 zeigt in einer schematischen und vergrößerten Teilansicht des Kontakts 4 eine beispielhafte Zusammensetzung der Beschichtung 6. Die Beschichtung 6 weist ein Matrixmaterial 7 auf, in das eingekapseltes Klebematerial 8 eingebettet ist. Das eingekapselte Klebematerial 8 weist einen Klebstoff 10 auf, der von einer Hülle 9 umgeben ist. Der Klebstoff 10 kann beispielsweise ein Acrylatsystem sein, das von einer Polymerschicht in Form der Hülle 9 umgeben ist. Somit sind Mikrokapseln bereitgestellt, die in dem Matrixmaterial 7 eingebettet sind. Als Matrixmaterial 7 kann beispielsweise ein Lack verwendet werden. Anstelle des Lacks können jedoch auch andere Arten von Matrixmaterial verwendet werden, die ein Einbetten des eingekapselten Klebematerials 8 ermöglichen. Anstelle der Acrylatsysteme können auch andere Klebstoffsysteme verwendet werden. Bei einem Klebesystem, das zwei Klebekomponenten aufweist, sind die Klebekomponenten in getrennten Mikrokugeln angeordnet. Erst beim Öffnen der Hüllen 9 können die zwei Komponenten miteinander reagieren und eine Klebeverbindung herstellen. 2 shows in a schematic and enlarged partial view of the contact 4 an exemplary composition of the coating 6 , The coating 6 has a matrix material 7 on, in the encapsulated adhesive material 8th is embedded. The encapsulated adhesive material 8th has an adhesive 10 on top of a shell 9 is surrounded. The adhesive 10 For example, an acrylate system may be that of a polymer layer in the form of the shell 9 is surrounded. Thus, microcapsules are provided which are in the matrix material 7 are embedded. As matrix material 7 For example, a paint can be used. However, instead of the varnish, other types of matrix material may be used, including embedding of the encapsulated adhesive material 8th enable. Instead of the acrylate systems, other adhesive systems can be used. In an adhesive system having two adhesive components, the adhesive components are arranged in separate microspheres. Only when opening the cases 9 For example, the two components can react with each other and make an adhesive bond.

Zum Aufbringen der Beschichtung 6 wird die Beschichtung 6 auf den Kontakt 4 aufgestrichen oder aufgesprüht. Bei der Verwendung von Lack als Matrixmaterial 7 können übliche Belackungsanlagen verwendet werden.For applying the coating 6 will the coating 6 on the contact 4 brushed or sprayed on. When using paint as a matrix material 7 conventional lacquering plants can be used.

Nach dem Aushärten des Matrixmaterials 7, insbesondere des Lacks, entsteht eine trockene, grifffeste und robuste Beschichtung 6. Durch die robuste Beschichtung sind die eingekapselten Klebstoffkugeln geschützt. Die Beschichtung der Kontakte kann beispielsweise direkt nach der Herstellung des Gehäuses erfolgen. Die getrocknete Beschichtung kann mehrere Jahre lagerfähig sein. Somit entfällt eine zeitliche Kopplung zur Weiterverarbeitung des Bauteils.After curing of the matrix material 7 , especially the paint, creates a dry, grip-proof and robust coating 6 , The robust coating protects the encapsulated adhesive beads. The coating of the contacts can be done, for example, directly after the production of the housing. The dried coating can be stored for several years. This eliminates a temporal coupling for further processing of the component.

3 zeigt ein Bauteil 1, das an der Leiterplatte 3 montiert ist. Dazu ist der Kontakt 4 mit der Beschichtung 6 in die Öffnung 5 eingeschoben. Beim Einschieben wird das Matrix material 7 verdrängt und es werden Hüllen 9 durch den Druck zwischen der Leiterplatte 3 und dem Kontakt 4 geöffneten. Damit wird Klebstoff 10 freigelegt. Der Klebstoff 10 bildet nun eine Klebeverbindung zwischen dem Kontakt 4 und der Leiterplatte 3 bzw. einer Leiterplattenauflage aus. Abhängig von dem verwendeten Klebesystem sind keine zusätzlichen Aktivierungsmechanismen erforderlich. 3 shows a component 1 on the circuit board 3 is mounted. This is the contact 4 with the coating 6 in the opening 5 inserted. When inserting the matrix material 7 displaced and it will be envelopes 9 by the pressure between the circuit board 3 and the contact 4 opened. This will be glue 10 exposed. The adhesive 10 now forms an adhesive bond between the contact 4 and the circuit board 3 or a printed circuit board support. Depending on the adhesive system used, no additional activation mechanisms are required.

Durch die beim Einpressvorgang entstehenden Druck- und Scherbelastungen werden die eingekapselten Klebstoffkugeln bzw. deren Hüllen 9 zerstört, und der flüssige Inhalt bei der Verwendung eines Zweikomponentenklebers vermischt sich. Dadurch entsteht eine chemische Reaktion der Komponenten durch eine Polymerisation. Als Folge härtet das Klebstoffsystem aus und bildet eine Klebeverbindung zwischen den beteiligten Bauelementen, insbesondere zwischen dem Kontakt 4 und der Leiterplatte 3. Abhängig von den verwendeten Klebstoffkomponenten können auch zusätzliche Aktivierungsmechanismen wie z. B. Temperatur oder UV-Licht zum Aushärten des Klebstoffes eingesetzt werden.As a result of the compressive and shear stresses occurring during the press-fitting process, the encapsulated adhesive balls or their sheaths become 9 destroyed and the liquid content when using a two-component adhesive mixes. This results in a chemical reaction of the components by a polymerization. As a result, the adhesive system hardens and forms an adhesive bond between the components involved, in particular between the contact 4 and the circuit board 3 , Depending on the adhesive components used, additional activation mechanisms such. B. temperature or UV light to cure the adhesive can be used.

Nach dem Einpressvorgang kann der Fertigungsfluss uneingeschränkt weitergeführt werden. Die Aushärtezeit der Klebeverbindung kann zwischen 6 bis 12 Stunden betragen. Die Aushärtezeit kann durch die Auswahl der Acrylat-Komponenten eingestellt werden.To the injection process, the production flow can be continued unrestricted. The curing the adhesive bond can be between 6 to 12 hours. The Curing time can be adjusted by the choice of acrylate components.

Durch eine geeignete Auswahl des Lackmaterials kann ein Reibungswert der Beschichtung 6 gezielt beeinflusst und herabgesetzt werden, so dass die für den Einpressvorgang benötigte Minimierung des Reibwerts gewährleistet werden kann.By a suitable selection of the paint material, a friction value of the coating 6 can be selectively influenced and reduced so that the minimization of the coefficient of friction required for the press-fitting process can be ensured.

Das Klebesystem weist beispielsweise einen Flüssigkunststoff und einen Härter auf, die jeweils eingekapselt in eine dünne Polymerwand und eingebettet in ein Trägersystem sind. Dabei bilden die Polymerwände kleine Kugeln, in denen der Flüssigkunststoff und der Härter getrennt eingekapselt sind. Beim Einstecken des Bauteils in den Träger werden wenigstens ein Teil der Kugeln durch den entstehenden Druck geöffnet, sodass sich der Kunststoff und der Härter miteinander mischen. Zudem entsteht eine chemische Reaktion, die nach einer Aushärtezeit zu einem Verkleben des Kontaktes mit der Leiterplatte führt.The Adhesive system has, for example, a liquid plastic and a hardener, each encapsulated in a thin polymer wall and embedded in a carrier system are. The polymer walls form small balls in which the liquid plastic and the hardener are encapsulated separately. When inserting the component in the carrier At least some of the balls will be affected by the pressure generated open, so that the plastic and the hardener mix with each other. moreover A chemical reaction occurs after a curing time leads to a sticking of the contact with the circuit board.

Entsprechende Klebesysteme werden beispielsweise unter der Produktbezeichnung Loctite-Dri Loc von der Firma Loctite vertrieben, wobei Loctite und Loctite-Dri Loc eingetragene Markenzeichen sind. Weiterhin wird ein entsprechendes Klebesystem unter der Produktbezeichnung SCOTCH GRIP-3M Nr. 2451 von der Firma 3M vertrieben.Appropriate Adhesive systems are for example under the product name Loctite-Dri Loc marketed by Loctite, using Loctite and Loctite-Dri Loc are registered trademarks. Continue a corresponding adhesive system under the product name SCOTCH GRIP-3M No. 2451 sold by the company 3M.

Claims

Component ( 1 ) with a mechanical contact ( 4 ) for connecting the component ( 1 ) with a carrier ( 3 ), in particular a printed circuit board, characterized in that at the contact ( 4 ) a coating ( 6 ) of an adhesive material ( 8th ) is formed, that the adhesive material ( 8th ) encapsulated adhesive.

Component according to claim 1, wherein the coating ( 6 ) has a lacquer layer.

Component according to one of claims 1 or 2, wherein the coating ( 6 ) Balls of enclosed adhesive ( 9 . 10 ) having.

A component according to claim 3, wherein the adhesive comprises an acrylate system, the balls having a shell ( 9 ) are covered by polymer.

Component according to one of claims 1 to 4, wherein the contact ( 4 ) is formed in the form of an electrical press-in contact.

Component according to one of claims 1 to 5, wherein the contact ( 4 ) in an opening ( 5 ) of a printed circuit board ( 3 ) and the contact ( 4 ) with the printed circuit board ( 3 ) is glued using the adhesive material.

Component according to one of claims 1 to 6, wherein the component a component for a motor vehicle, in particular an integrated circuit or a control unit or a sensor.

Method for producing a component for installation with a carrier, in particular with a printed circuit board, wherein the component is provided with a mechanical contact for connecting the component to the carrier, wherein a coating (on the contact) 6 ) is applied from an adhesive material, wherein the adhesive material comprises encapsulated adhesive.

The method of claim 8, wherein the component with the contact in an opening of the carrier is plugged in, wherein when inserting the encapsulated adhesive is exposed, wherein the exposed adhesive an adhesive bond between the contact and the wearer formed.

Method according to one of claims 8 or 9, wherein the carrier as Printed circuit board is formed.

Method according to one of claims 8 to 10, wherein as adhesive material Balls made of encapsulated adhesive is used.

A method according to claim 11, wherein as adhesive material Balls of acrylate systems covered with a polymer layer used become.